的导电材料,加热是那些允许热量以有效地从一个(或液体)高的表面温度和更低的温度下被转移。
导热材料用于不同的工程应用中。最重要的应用包括冷却设备,散热设备的构造,以及通常在其过程中需要热交换的任何设备。
材料中的热传导
那些不是良好的热导体的材料被称为绝缘体。软木和木材是最常用的绝缘材料。
通常,导热良好的材料也是良好的电导体。用于热和电的良好导电材料的一些示例是铝,铜和银,等等。
可以在化学手册中找到不同的材料及其各自的导热特性,这些手册总结了对这些材料执行的实验导热结果。
热传导
传导是在相同材料的两层之间或在两种不交换物质的材料接触的表面之间发生的热传递。
在这种情况下,由于层或表面之间发生分子碰撞,材料中发生了热传递。
分子冲击允许在材料原子之间交换内部和动能。
因此,具有较高内部和动能原子的层或表面将能量转移至较低能量的层或表面,从而提高了它们的温度。
不同的材料具有不同的分子结构,这导致并非所有材料都具有相同的导热能力。
导热系数
为了表示材料或流体的导热能力,使用了物理性能“导热系数”,通常用字母k表示。
导热系数是必须通过实验找到的属性。对固体材料的热导率的实验估计相对简单,但是对于固体和气体,该过程很复杂。
报告的材料和流体的热导率是在1°K的温差下,流动面积为1平方英尺,厚度为1英尺,持续1小时的材料的数量。
导热材料
尽管从理论上讲所有材料都可以传递热量,但某些材料的导热性要好于其他材料。
在自然界中,诸如铜或铝之类的材料是良好的热导体,但是材料科学,纳米技术和工程技术已经允许创建具有良好传导性能的新型材料。
尽管自然界中发现的导热材料(如铜)的导热系数为401 W / K m,但据报道,碳纳米管的导热系数接近6600 W / K m。
下表显示了各种材料的热导率值:
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